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Vorrichtung an veränderlichen Getrieben o. dgl. Bei selbsttätig regelnden
übersetzungsgetrieben ist es bereits bekannt geworden, zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses
durch eine unter dem Einfluß der Triebkraft und des Widerstandes entsprechend ändernde
Einstellvorrichtung Federn zu benutzen, gegen welche das Drehmoment des Widerstandes
abbalanciert wird.
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Die Erfindung bezweckt, bei selbsttätig regelnden Übersetzungsgetrieben
das übersetzungsverhältnis selbsttätig so zu ändern, daß es in jedem Augenblick
sich genau dem gerade vorhandenen Verhältnis zwischen dem treibenden Drehmoment
und dem Widerstand anpaßt. Um dies zu erreichen, ist erfindungsgemäß das Organ,
welches die Einstellung des Getriebes bewirkt, so ausgebildet, daß es nach Art einer
automatischen Waage arbeitet, auf weicher die beiden Drehmomente sich direkt gegeneinander
abwiegen, so- daß die Gleichgewichtsstellung stets nur vom Verhältnis zwischen den
Drehmomenten abhängig ist.
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Auf der Zeichnung ist das zum Verständnis der Erfindung -Notwendige
gezeigt.
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Abb. i und a zeigen schematisch ein Einstellungsorgan unter Einwirkung
zweier dem treibenden Moment und dem Widerstandsmoment entsprechender Kräfte, Abb.3
.eine dritte Form des Einstellungsorgans, Abb. q. und 5 eine Anwendung der vorliegenden
Anordnung bei Reibungsgetrieben, Abb.6 und 7 eine andere Anwendung der Anordnung
bei Sperradgetrieben, Abb.8 und 9 eine dritte Anwendung der Anordnung bei hydraulischen
Getrieben und Abb. i o eine vierte Anwendung der Anordnung in Verbindung mit einem
Wechselgetriebe für Motorräder.
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Das Prinzip der Erfindung liegt darin, daß die beiden Drehmomente,
das treibende und das der Widerstände oder diesen Momenten entsprechende, Kräfte
einander durch Einwirkung auf ein gemeinsames Ausgleichungsorgan ausgleichen.
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Mit diesen Momenten proportionale Kräfte können durch Unterbrechung
der treibenden und getriebenen Welle an geeigneten Stellen und Zusammenkopplung
der Enden mit Büchsen abgeleitet werden, welche Büchsen an dem einen Ende ein quadratisches
Loch, das auf dem entsprechend geformten Ende der einen Welle gleitet, und an dem
anderen Ende einen schraubenähnlichen Schlitz, in welchen ein vorspringender Zapfen
an der anderen Welle greift, haben. Wenn das Drehmoment T, der Radius des Schlitzes
R
und der Winkel zwischen der Tangente des Schlitzes und einer winkelrecht an der
Welle befindlichen Ebene v ist, wird die Kraft, die die Büchse in radialer Richtung
zu bewegen sucht, A ---
tg v. Dies ist schematisch in Abb. i gezeigt, wo das Aüsgleichungsorgan
aus einem Winkelhebel besteht, der von den Kräften P1 und P2, die den Drehmomenten
entsprechen, beeinflußt wird. Der Hebel dient ferner als Einstellungsorgan des Regelungsmechanismus
der Auswechslung, da er, wenn das Verhältnis zwischen den Kräften P1 und P2 verändert
wird, seine Stellung ändert und dadurch den Regelungsmechanismus des Getriebes so
einstellt, daß das Übersetzungsverhältnis gleich mit dem neuen Verhältnis zwischen
den Kräften wird. In Abb. 2 wirken die Kräfte Pl und P2, anstatt auf einen
Hebel, auf zwei an einer gemeinsamen Welle befestigte Scheiben, von welchen die
eine einen veränderlichen Halbmesser hat. In Abb. 3 ist eine Ausführungsform des
Einstellungsorgans zur Anwendung in solchen Fällen gezeigt, wenn die treibende und
die getriebene Welle in Verlängerung voneinander liegen. Die treibende Welle i,
deren Ende in eine Muffe 3 hineingeht, trägt einen evtl. mit einer Rolle versehenen
Zapfen ia, der in eine schraubenförmige Rille oder Nut 3a in der Muffe 3 greift.
In ganz entsprechender Weise geht ein an der getriebenen Welle 2 sitzender Zapfen
2a in eine Nut ¢a in einer Muffe ¢ hinein, und die beiden Muffen 3 und ¢ sind außerdem
miteinander durch eine Stange und ein geeignetes Lager 6 verbunden, die bewirken,
daß die beiden Muffen um die gemeinsame Achse unabhängig voneinander sich drehen
können, während sie nicht im Verhältnis zueinander in der Längsrichtung verschoben
werden können. Wird nun angenommen, daß die eine der Rillen, z. B. die Rille 3a,
konstante Steigung hat, z. B. ¢5°, während die andere Rille ¢a veränderliche Steigung
hat, wird man sehen, daß nur Gleichgewicht besteht, so daß . ein stationärer Zustand
sich für ein bestimmtes Verhältnis zwischen den Drelunomenten der Wellen i und 2
einstellen kann, wenn der Zapfen 2a sich an einer bestimmten Stelle der Rille ¢a
befindet. Verändert sich das Verhältnis zwischen den Drehmomenten, wird die Gleichgewichtsstellung
eine andere, und die gegenseitig verbundenen Muffen 3 und ¢ werden dann ein gewisses
Stück in der Wellenrichtung verschoben. Diese Bewegung kann in verschiedener Weise
zur Einstellung der Auswechslung angewendet werden.
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In Abb. ¢- und 5 ist eine Anordnung gezeigt, durch welche dies erreicht
werden kann. .An - dein- Muffen 3 und 4 sind -zwei . Reibräder und 8 befestigt,
die mit zwei 9 und io zusammenarbeiten. Bei Verschiebung der Muffen in der Achs
nrichtung wird das eine der Reibräder, z. B. 7, auf einen größeren Halbmesser der
Scheiben g und i o hinauskommen, während gleichzeitig die andere 8 auf einen geringeren
Halbmesser kommt, daß das Übersetzungsverhältnis sich verändert. Nennt man den konstanten
Abstand zwischen den Reibrädern 2a und der Verschiebung aus der Stellung, wo das
CTbersetzungsverhältizis i : i ist, x, dann ist das gleich
Ist die Steigung der Rille 3a ¢5°, deren Tangente gleich i ist, ist die Gleichgewichtsbedingung,
indem v den veränderlichen Steigungswinkel der Rille ¢a bezeichnet, -+
y = 2a Zn (a - x) -- x
c,
was die Gleichung der entfalteten Kurve
ist. Die Reibscheiben g und io sind in Arme 9a und ioa gelagert, die um einen Bolzen
i i drehbar sind, und gegeneinander durch eine Feder gepreBt werden, deren Spannung
geregelt werden kann.
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In Abb.6 und ist eine Anordnung gezeigt, durch welche eine stufenweise
Veränderung des Übersetzungsverhältnisses erreicht wird. Das in Längsrichtung der
Wellen verschiebbare Einstellungsorgan, z. B. des in Abb.3 gezeigten Typs, das in
diesen Abbildungen nicht gezeigt ist, ist in den hohlen, in Verlängerung voneinander
Liegenden Wellen i und 2 angebracht und steht in Verbindung finit einer in der Wellenhöhlung
beweglichen Stange An einem Stück i3a sind dreiviertel des fortgeschnitten, so daB
nur ein uadrant übrigbleibt. Dieses Stück ist als Zahnstange ausgebildet, die in
Eingriff mit einem steht, das in .der Welle i gelagert ist. An dieser sitzen die
beiden Exzenter i¢ und i5, von welchen jedoch nur das eine (i¢) in Abb. 6 gezeigt
ist. Diese Exzenter sind i8o° zueinander versetzt und ihre Exzentrizität ist veränderlich,
da die ExzenLerscheiben mit einem Ausschnitt versehen sind, so daß sie winkelrecht
an der verschoben werden können. An den Exzenterscheib n sind Zahnstangen und i;
befestigt, die in entgegengesetzte Seiten des Zahnrades eingreifen, da dieses so
breit ist, daß es in Eingriff sowohl mit den Zahnstangen und als auch der Zahnstange
sein bann.
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der- Exzenter ist finit
zwei Hebeln 19 und
2o verbunden, die im Verhältnis zueinander go° versetzt sind und durch Klinken 2
r Sperräder 22 an der Welle treiben.
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Eine Längsverschiebung der Stange 13 b#--wirkt bei dieser Anordnung
eine entsprechende Veränderung in der Exzentrizität, da die Stange durch das Zahnrad
18 die Zahnstangen 16 und r; und somit die Exzenter-Scheiben verschiebt. Die Übersetzung
kann stufenweise verändert werden, wobei jede Stufe zwei Zähnen für eine Umdrehung
der treibenden Welle r entspricht, wenn man Einzelklinken anwendet. In diesem Fall
ist das Auswechslungsverhältnis umgekehrt proportional mit der Exzentrizität oder,
was dasselbe ist, mit der ZVanderung x der Stange 13 aus der Stellung, wo die Exzentrizität
o ist.
dy -. cl x dx y = c x2 c3. Bei a Übersetzungsverhältnis 7 und Übersetzungsverhältnis.
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Flüssigkeit Widerstand 40 29 ja 29 40 Flüssigkeitsdruck
30
Bei 41 Schraubengewinde der in Abb.B und g gezeigten Ausführungsform ist
die vorliegende Anordnung in Verbindung mit einem hydraulischen Getriebe gezeigt.
Die Kolben 36 in einer Reihe nebeneinander angebrachter Pumpenzylinder 31 werden
von einer Exzenterwelle 35 durch Exzenter 38 dadurch getrieben, daß die Kolbenstangen
36 durch einen Hebel 32 mit veränderlichem mit Exzenterstangen 3 verbunden sind.
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Der Drehungspunkt des Hebels 32 ist das freie Ende eines Armes 33,
der an der Welle 34 befestigt ist und sich mit dieser hin her dreht. Durch Drehung
des Armes 33 wird der Drehungspunkt des Hebels 32 verschoben, und dadurch verändert
sich das Die Pumpenzylinder liefern an Flüssigkeitsmotoren, die z. B. die Hinterräder
eines Motorwagens drehen. Wenn der wächst, wächst auch proportional hiermit der
Flüssigkeitsdruck, und infolgedessen entspricht der Druck, welcher auf einen Kolben
wirkt, dem Drehmoment des Widerstandes.
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Als Einstellungsorgan dient eine Stange 30, die durch die hohle Exzenterwelle
35 geht und die mit dem einen Ende gegen eine achsial verschiebbare Büchse 2g stößt,
durch welche die Kraft vom Motor zur Exzenterwelle überführt wird. Das andere Ende
der Stange 3o ist an einem Kolben 4o befestigt, der vom Flüssigkeitsdruck beeinflußt
ist. Die Büchse hat, ähnlich der Art der Nut 3« und des Zapfens in Abb. 3, innen
eine Nut mit veränderlicher Steigung, in welche ein Zapfen oder eine Rolle an der
Exzenterwelle 35 eingreift, so daß- das Dreimoment vorn Motor auf diese überführt
werden kann. Die Nut hat eine solche Richtung, daß das Dreimoment des Motors die
Büchse und somit die Stange 3o gegen den Kolben zu schieben sucht, der auf der anderen
Seite vom in entgegengesetzter Richtung getrieben wird, so daß die Stange sich in
einer vom Verhältnis zwischen ,dem Drehmoment des Motors und dem Flüssigkeitsdruck
bestimmten Gleichgewichtsstellung einstellt. einer Veränderung dieses Verhältnisses
bewegt die Stange 3o sich, und diese Bewegung wird zur Einstellung des LTbersetzungsverhältnisses
benutzt, da die Stange 3o einen Arm dreht, der an einer Schraube 42 mit steilem
befestigt ist. Durch Drehung .der Schraube bewegt sich eine Mutter 43, die durch
eine Gliedstange 44 mit einem Arm 45 an der Welle 34 verbunden ist, so daß diese
und somit der Arm 33 zur Einstellung des Übersetzungsverhältnisses gedreht wird.
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g Sperrklinken der ein-en 54 59
51
61 Abb. 1 o zeigt eine
Anordnung zur Erreichung eines selbsttätigen Getriebewechsels bei einem Motorrad
o. dgl. 5 r bezeichnet die Getriebewechselstan e, welche dadurch in den verschiedenen
Getriebestellungen gehalten wird, daß 52, 53 in Ausschnitte 54 in der Stange greifen.
An Stange 5 r ist eine Scheibe 55 verschiebbar angebracht, die durch Zusammendrüchung
der oder der anderen der Federn 56 die Stanbe 51 zu bewegen sucht. Das Einstellungsorgan,
das in dieser Abbildung nicht gezeigt ist, bewegt die Scheibe 55 in Längsrichtung
der Stange und wenn die Bewegung genügend groß geworden ist, d. h. so groß, daß
die Federn 56 genügend Spannung zur Ausführung des Getriebewechsels haben, stößt
eine Nase 58 an der Scheibe 55 gegen einen der Vorsprünge an der Sperrklinke 52
oder 53, so daß diese aus dem Ausschnitt 54 gehoben wird und die Stange 51 zur Ausführung
, des Getriebewechsels freigibt. Eine Rolle 60, die in geeignete Vertiefungen in
der Stange greift, wird während deren Bewegung gehoben und schaltet durch Drehung
einer Welle die Kupplung während des Getriebewechsels aus.
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Da die Drehmomente auf 0 reduziert werden, wenn die Zahnräder in dem
Wechselgetriebe außer Eingriff sind, ist es nötig, eine Einrichtung anzubringen,
die die Scheibe 55 greift und festhält, während der Wechsel vor sich geht.
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Die hier gezeigten und beschriebenen Bauarten sind natürlich nur Beispiele
der Ausführung der Anordnung, die auf viele andere Weisen ausgeführt werden kann,
ohne daß die Rahmen der Erfindung überschritten werden;
eo z. B.
kann das Prinzip auf Riemen an konischen Scheiben oder Stufenscheiben, Keilriemen,
allen Arten Reibrädern, elektrischen, pneumatischen, hydraulischen und Wellentransmissionen
angewendet werden.